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EP0520255A1 - Hydraulic working implement - Google Patents

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Info

Publication number
EP0520255A1
EP0520255A1 EP92109894A EP92109894A EP0520255A1 EP 0520255 A1 EP0520255 A1 EP 0520255A1 EP 92109894 A EP92109894 A EP 92109894A EP 92109894 A EP92109894 A EP 92109894A EP 0520255 A1 EP0520255 A1 EP 0520255A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
working
pump
piston
pressure fluid
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP92109894A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dieter Weiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0520255A1 publication Critical patent/EP0520255A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/18Combined units comprising both motor and pump

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic working device according to the preamble of patent claim 1.
  • a hydraulic working device in the form of a hydraulic actuator in which a working cylinder with its working piston, a pump with its motor and a hydraulic fluid reservoir form a coherently assembled structural unit.
  • this hydraulic actuator is a complex unit.
  • the control piston with its piston rod is connected to its control with a complex line system, which although it is arranged in a housing, leads to a space-consuming construction.
  • the invention is based on the essential idea of combining the working cylinder, the pump and the storage container into an independent, coherently mountable structural unit, the space of the working cylinder containing the piston rod also serving as a storage container for the pressure fluid. This creates a compact unit that can be manufactured without excessive effort and easily installed in a space-saving manner. By eliminating hydraulic fluid and electrical lines, the device is more fail-safe.
  • a hydraulic working device essentially comprises a working cylinder 2 with a working piston 3, a pump 5 arranged in working cylinder 2, which is driven by an electric motor 6 via a conventional clutch 7, and a directional control valve 8, working cylinder 2
  • Directional control valve 8, pump 5 and motor 6 are firmly connected to one another and form a unit 1 that can be assembled together.
  • the motor 6 is flanged to a housing 9 containing the directional control valve 8 and the coupling 7, on the opposite side of which the pump 5 is fastened.
  • the working cylinder 2 is connected to the housing 9 by fastening rods 11 acting as tie rods.
  • the working piston 3 divides the cylinder cavity of the working cylinder 2 into two partial volumes.
  • a partial volume 12 which has a piston side A1 as the base, serves as Working space in which the hydraulic fluid presses on the piston side A1 of the working piston 3 and pushes the piston into an extended position.
  • a pipe 14 opening into the directional control valve 8 connects the partial volume 12 to the partial volume 13 via the directional control valve 8 and possibly via the pump 5.
  • the working cylinder 2 is fastened to a total of 4 fastening rods 11.
  • four further mounting bores 19 are provided in an end flange 18 of the working cylinder 3 for mounting the entire structural unit 1 at its place of use.
  • the directional control valve 8 has a circular cylindrical valve bore 20 and a valve piston 21 which is displaceable therein and which consists of two together via a valve piston rod 22 connected circular cylindrical piston sections 21a, 21b of different axial, but the same radial dimensions.
  • a spring 23 is fastened, which in turn is supported on the housing 9.
  • the valve piston rod 22 ends at a limit switch 24, which is also positioned outside the housing 9.
  • Four pressure fluid channels 26, 27, 28 and 29 each open into the valve bore 20 and can be connected to one another on account of the position of the valve piston 21 in the valve bore 20.
  • the hydraulic fluid channel 26 leads in a manner not shown in detail through a bore 26a to the pressure side, ie to the outlet of the pump 5.
  • the hydraulic fluid channel 27 leads via a bore 27a to the suction side, ie to the input of the pump 5.
  • two branches 27c and 27d open different position in the valve bore 20.
  • a further branch 27b leads into an inlet area 32 of an expandable reservoir 31 for the pressure fluid.
  • the hydraulic fluid channel 28 leads via a bore 28a directly into the partial volume 12 of the working cylinder 2 in a manner not shown in detail.
  • Two further branches 28b and 28c open into the valve bore 20 at different positions.
  • the hydraulic fluid channel 29, which also opens into the valve bore 20, leads via a bore 29a and the tube 14 to the partial volume 13.
  • the expandable memory 31 comprises the circular cylindrical inlet area 32, from which two circular cylindrical storage bores 33 and 34 each extend in opposite directions.
  • Storage pistons 35 and 36 are each slidably disposed in the storage bores 33, 34.
  • the accumulator pistons 35, 36 are biased in the direction of the inlet region 32 by the storage springs 37, 38. Under the pressure exerted by the pressure fluid in the inlet area 32 on the storage pistons 36, 37, these shift against the spring forces of the storage springs 37, 38 and enlarge the inlet area 32, which in this way expands with increasing pressure and absorbs pressure fluid.
  • the reservoir 31 can also have an enlarged inlet area 32 from the outset, ie it can be somewhat pre-filled with hydraulic fluid. It thus serves as a hydraulic fluid reservoir and in this way smaller hydraulic fluid losses in the structural unit 1 can be compensated for.
  • the valve piston 21 is moved in the valve bore 20 in one direction or the other depending on the liquid pressure.
  • the ratio of the force exerted on the valve piston 21 into the valve bore 20 to the force acting on the valve piston 21 out of the valve bore 20 is decisive for the direction of movement.
  • the force on the valve piston 21 into the valve bore 20 is caused by the spring 23, the force on the valve piston 21 out of the valve bore is exerted on account of the liquid pressure which exists in the volume which is closed on all sides and defined by the valve piston 21 in the valve bore 20 . In this way, a self-control of the directional valve 8 which is dependent on the liquid pressure is achieved.
  • control the directional control valve for example electromagnetically or by means of individual pressure limiting valves corresponding to the respective pressure.
  • valve piston 21 is in a position in which the pressure from the pressure side, i.e. hydraulic fluid duct 26 coming from the pump is connected via valve bore 20 to branch 28b of hydraulic fluid duct 28 leading to partial volume 12.
  • This causes a pressure to be exerted on the piston surface A1, whereby the working piston 3 in the working cylinder 2 is moved into an extended position and does work.
  • it is on the suction side, i.e. Hydraulic fluid channel 27 leading to the input of the pump is connected via its branch 27d and the valve bore 20 to the hydraulic fluid channel 29 leading to partial volume 13. Since the partial volume 13 forms the reservoir for the pressure fluid, the suction side of the pump is connected to the reservoir in this way. This means that hydraulic fluid is conveyed from the partial volume 13 into the partial volume 12 by the pump 5, generating pressure.
  • Fig. 4 shows the position of the directional control valve 8, which results when the working piston 3 is almost fully extended and, for example, presses on a rivet via a tool attached to the free end of its piston rod in order to form a rivet head there.
  • the pressure in the partial volume 12 continues to rise, since the pump continues to convey pressure fluid, which it sucks from the partial volume 13, into the partial volume 12.
  • this also increases the pressure in the volume of the valve bore 20, which the piston section 21a defines based on its position in the valve bore 20, into which the pressure fluid channel 26 and the branch 28a of the pressure fluid channel 28 open.
  • valve piston 21 shows a position of the valve piston 21, in which the pressure side of the pump is connected to the partial volume 12 of the working cylinder 2 via the pressure fluid channel 26 and the branches 28a, 28b of the pressure fluid channel 28.
  • the volume lying between the valve piston sections 21a and 21b in the valve bore 20 is connected via the branch 28c of the pressure fluid channel 28.
  • This volume is in turn via the pressure fluid channel 29 and its branch 29a with that as a reservoir for the pressure fluid serving partial volume 13 of the working cylinder 2 connected.
  • the two partial volumes 12, 13 of the working cylinder 2 are connected to one another, which triggers the pushing back of the piston by the two return springs 15 and 16, which are located in the partial volume 13.
  • the pump 5 is switched off or throttled.
  • the position of the valve piston 21 shown in FIG. 5, in which the two partial volumes 12, 13 are connected to one another without the suction side of the pump being connected to the partial volume 13, can be used so that when the pump 5 is switched on, the working piston 3 extends faster than if the suction side of the pump were connected to the partial volume 13 via the pressure fluid channel 27, the valve bore 20 and the pressure fluid channel 29. 5 can therefore be used to move the working piston in rapid traverse before reaching the position of the directional control valve 8 shown in FIG. 3, no force being exerted by the working piston 3. In the above example of forming a rivet head, this rapid traverse lasts until the tool attached to the piston rod of the working piston hits the rivet.

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Abstract

A hydraulic working implement with a working cylinder (2) comprises a working piston (3), which is displaceable in the working cylinder (2) and one side (A1) of which can be acted upon by a pressure fluid, a piston rod (4) arranged on the other side (A2) of the working piston (3), a restoring spring (15, 16) acting on the working piston (3), a supply reservoir for the pressure fluid, a pump (5) driven by a motor (6), a directional control valve (8) and lines (14, 26, 27, 28, 29). The working cylinder (2) with its piston (3), the pump (5), the motor (6), the directional control valve (8) and the supply body form an independent construction unit (1) which can be mounted in a cohesive manner. The space in the working cylinder (2) which contains the piston rod (4) serves as supply reservoir for the pressure fluid. The directional control valve (8) controls as a function of pressure the connection between the supply reservoir and the suction side of the pump (5), the connection between the pressure side of the pump (5) and that side of the piston which can be acted upon by the pressure fluid, and also the connection between the supply reservoir and the side which can be acted upon by pressure fluid. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Arbeitsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a hydraulic working device according to the preamble of patent claim 1.

Aus der DE-OS 22 18 059 ist eine hydraulische Arbeitsvorrichtung in Form eines hydraulischen Stellantriebs bekannt, bei dem ein Arbeitszylinder mit seinem Arbeitskolben, eine Pumpe mit ihrem Motor und ein Druckflüssigkeitsvorratsbehälter eine zusammenhängend montierte Baueinheit bilden. Dieser hydraulische Stellantrieb stellt jedoch eine aufwendige Baueinheit dar. Insbesondere ist der Stellkolben mit seiner Kolbenstange zu seiner Steuerung mit einem aufwendigen Leitungssystem verbunden, das obschon es in einem Gehäuse angeordnet ist, zu einer platzaufwendigen Bauweise führt.From DE-OS 22 18 059 a hydraulic working device in the form of a hydraulic actuator is known, in which a working cylinder with its working piston, a pump with its motor and a hydraulic fluid reservoir form a coherently assembled structural unit. However, this hydraulic actuator is a complex unit. In particular, the control piston with its piston rod is connected to its control with a complex line system, which although it is arranged in a housing, leads to a space-consuming construction.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Arbeitsvorrichtung weiter zu vereinfachen, so daß sie wesentlich platzsparender, preisgünstiger herstellbar, leicht montierbar und aufgrund einer einfacheren Bauweise auch weniger störanfällig ist.It is an object of the invention to further simplify a generic working device, so that it is much more space-saving, less expensive to manufacture, easy to assemble and less prone to failure due to a simpler design.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 stehende Merkmalskombination gelöst.The object is achieved by the combination of features in the characterizing part of patent claim 1.

Die Erfindung beruht auf dem wesentlichen Gedanken, den Arbeitszylinder, die Pumpe und den Vorratsbehälter zu einer selbständigen, zusammenhängend montierbaren Baueinheit zu vereinigen, wobei der die Kolbenstange enthaltende Raum des Arbeitszylinders gleichzeitig als Vorratsbehälter für die Druckflüssigkeit dient. Hierdurch entsteht eine kompakte Einheit, die ohne übermäßigen Aufwand hergestellt und in einfacher Weise platzsparend montiert werden kann. Durch den Wegfall von Druckflüssigkeits- und elektischen Leitungen ist die Vorrichtung störungssicherer.The invention is based on the essential idea of combining the working cylinder, the pump and the storage container into an independent, coherently mountable structural unit, the space of the working cylinder containing the piston rod also serving as a storage container for the pressure fluid. This creates a compact unit that can be manufactured without excessive effort and easily installed in a space-saving manner. By eliminating hydraulic fluid and electrical lines, the device is more fail-safe.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1
eine schematische Schnittansicht eines hydraulischen Arbeitszylinders mit Pumpe und Wegeventil;
Fig. 2
eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 und
Fig. 3 bis 5
schematisch verschiedene Stellungen des Wegeventils aus Fig. 1 zur Betriebssteuerung des Arbeitszylinders.
The following description of preferred embodiments of the invention serves in conjunction with the accompanying drawings for further explanation. Show it:
Fig. 1
is a schematic sectional view of a hydraulic working cylinder with pump and directional valve;
Fig. 2
a sectional view taken along line 2-2 in Fig. 1 and
3 to 5
schematically different positions of the directional control valve from Fig. 1 for operating control of the working cylinder.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt eine hydraulische Arbeitsvorrichtung im wesentlichen einen Arbeitszylinder 2 mit einem Arbeitskolben 3, eine im Arbeitszylinder 2 angeordnete Pumpe 5, die von einem Elektromotor 6 über eine herkömmliche Kupplung 7 angetrieben wird und ein Wegeventil 8, wobei Arbeitszylinder 2 Wegeventil 8, Pumpe 5 und Motor 6 fest miteinander verbunden sind und eine zusammenhängend montierbare Baueinheit 1 bilden.As shown in FIG. 1, a hydraulic working device essentially comprises a working cylinder 2 with a working piston 3, a pump 5 arranged in working cylinder 2, which is driven by an electric motor 6 via a conventional clutch 7, and a directional control valve 8, working cylinder 2 Directional control valve 8, pump 5 and motor 6 are firmly connected to one another and form a unit 1 that can be assembled together.

Der Motor 6 ist an ein das Wegeventil 8 und die Kupplung 7 enthaltendes Gehäuse 9 angeflanscht, an dessen gegenüberliegender Seite die Pumpe 5 befestigt ist. Der Arbeitszylinder 2 ist durch als Zuganker wirkende Befestigungsstangen 11 mit dem Gehäuse 9 verbunden.The motor 6 is flanged to a housing 9 containing the directional control valve 8 and the coupling 7, on the opposite side of which the pump 5 is fastened. The working cylinder 2 is connected to the housing 9 by fastening rods 11 acting as tie rods.

Der Arbeitskolben 3 teilt den Zylinderhohlraum des Arbeitszylinders 2 in zwei Teilvolumina. Ein Teilvolumen 12, welches eine Kolbenseite A1 als Grundfläche hat, dient als Arbeitsraum, in dem die Druckflüssigkeit auf die Kolbenseite A1 des Arbeitskolbens 3 drückt und den Kolben in eine ausgefahrene Position schiebt. Das andere Teilvolumen 13, in welchem die Arbeitskolbenstange 4 angeordnet ist und das wegen der Kolbenstange 4 eine Kolbenseite A2, die kleiner als A1 ist, als Grundfläche hat, ist mit Druckflüssigkeit gefüllt und dient als Vorratsbehälter für diese.The working piston 3 divides the cylinder cavity of the working cylinder 2 into two partial volumes. A partial volume 12, which has a piston side A1 as the base, serves as Working space in which the hydraulic fluid presses on the piston side A1 of the working piston 3 and pushes the piston into an extended position. The other partial volume 13, in which the working piston rod 4 is arranged and which, because of the piston rod 4, has a piston side A2, which is smaller than A1, as the base area, is filled with hydraulic fluid and serves as a storage container for it.

Ein in das Wegeventil 8 mündendes Rohr 14 verbindet über das Wegeventil 8 und gegebenenfalls über die Pumpe 5 das Teilvolumen 12 mit dem Teilvolumen 13.A pipe 14 opening into the directional control valve 8 connects the partial volume 12 to the partial volume 13 via the directional control valve 8 and possibly via the pump 5.

Im Teilvolumen 13 befinden sich des weiteren zwei Rückstellfedern 15 und 16, die den Arbeitskolben 3 von einer ausgefahrenen Position in eine eingefahrene Position zurückschieben. Beim Zurückschieben wird Druckflüssigkeit vom Teilvolumen 13 über das Rohr 14, das Wegeventil 8 und gegebenenfalls über die Pumpe 5 in das Teilvolumen 12 befördert.In the partial volume 13 there are also two return springs 15 and 16 which push the working piston 3 back from an extended position into a retracted position. When pushing back, hydraulic fluid is conveyed from the partial volume 13 via the pipe 14, the directional control valve 8 and optionally via the pump 5 into the partial volume 12.

Wie Fig. 2 schematisch zeigt, ist der Arbeitszylinder 2 insgesamt an 4 Befestigungsstangen 11 befestigt. Neben Bohrungen für die Befestigungsstangen 11 und das Rohr 14 sind in einem Stirnflansch 18 des Arbeitszylinders 3 vier weitere Montagebohrungen 19 zur Montage der gesamten Baueinheit 1 an deren Einsatzort vorgesehen.As shown schematically in FIG. 2, the working cylinder 2 is fastened to a total of 4 fastening rods 11. In addition to bores for the fastening rods 11 and the tube 14, four further mounting bores 19 are provided in an end flange 18 of the working cylinder 3 for mounting the entire structural unit 1 at its place of use.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen schematisch verschiedene Stellungen des Wegeventils 8 zur Betriebssteuerung des Arbeitszylinders 2. Das Wegeventil 8 weist eine kreiszylindrische Ventilbohrung 20 und einen darin verschieblichen Ventilkolben 21 auf, der aus zwei miteinander über eine Ventilkolbenstange 22 verbundenen kreiszylindrischen Kolbenabschnitten 21a, 21b unterschiedlicher axialer, aber gleicher radialer Abmessungen besteht. An der aus dem Gehäuse 9 herausragenden Ventilkolbenstange 22 ist eine Feder 23 befestigt, die ihrerseits wiederum an dem Gehäuse 9 abgestützt ist. Die Ventilkolbenstange 22 endet an einem ebenfalls außerhalb des Gehäuses 9 positionierten Endabschalter 24. In die Ventilbohrung 20 münden jeweils vier Druckflüssigkeitskanäle 26, 27, 28 und 29, die wahlweise miteinander aufgrund der Stellung des Ventilkolbens 21 in der Ventilbohrung 20 verbindbar sind. Der Druckflüssigkeitskanal 26 führt in einer nicht näher dargestellten Weise über eine Bohrung 26a zur Druckseite, d.h. zum Ausgang der Pumpe 5. Der Druckflüssigkeitskanal 27 führt über eine Bohrung 27a zur Saugseite, d.h. zum Eingang der Pumpe 5. Außerdem münden zwei Abzweigungen 27c und 27d an unterschiedlicher Position in die Ventilbohrung 20. Eine weitere Abzweigung 27b führt in einen Einlaßbereich 32 eines expandierbaren Speichers 31 für die Druckflüssigkeit. Der Druckflüssigkeitskanal 28 führt über eine Bohrung 28a in nicht näher dargestellter Weise direkt in das Teilvolumen 12 des Arbeitszylinders 2. Zwei weitere Abzweigungen 28b und 28c münden an unterschiedlicher Position in die Ventilbohrung 20. Der Druckflüssigkeitskanal 29, der ebenfalls in die Ventilbohrung 20 mündet, führt über eine Bohrung 29a und das Rohr 14 zum Teilvolumen 13.3 to 5 schematically show different positions of the directional control valve 8 for the operational control of the working cylinder 2. The directional control valve 8 has a circular cylindrical valve bore 20 and a valve piston 21 which is displaceable therein and which consists of two together via a valve piston rod 22 connected circular cylindrical piston sections 21a, 21b of different axial, but the same radial dimensions. On the valve piston rod 22 protruding from the housing 9, a spring 23 is fastened, which in turn is supported on the housing 9. The valve piston rod 22 ends at a limit switch 24, which is also positioned outside the housing 9. Four pressure fluid channels 26, 27, 28 and 29 each open into the valve bore 20 and can be connected to one another on account of the position of the valve piston 21 in the valve bore 20. The hydraulic fluid channel 26 leads in a manner not shown in detail through a bore 26a to the pressure side, ie to the outlet of the pump 5. The hydraulic fluid channel 27 leads via a bore 27a to the suction side, ie to the input of the pump 5. In addition, two branches 27c and 27d open different position in the valve bore 20. A further branch 27b leads into an inlet area 32 of an expandable reservoir 31 for the pressure fluid. The hydraulic fluid channel 28 leads via a bore 28a directly into the partial volume 12 of the working cylinder 2 in a manner not shown in detail. Two further branches 28b and 28c open into the valve bore 20 at different positions. The hydraulic fluid channel 29, which also opens into the valve bore 20, leads via a bore 29a and the tube 14 to the partial volume 13.

Der expandierbare Speicher 31 umfaßt den kreiszylindrischen Einlaßbereich 32, von dem aus in zueinander entgegengesetzte Richtungen jeweils zwei kreiszylindrische Speicherbohrungen 33 und 34 ausgehen. In den Speicherbohrungen 33, 34 sind jeweils Speicherkolben 35 und 36 verschieblich angeordnet. Die Speicherkolben 35, 36 werden durch die Speicherfedern 37, 38 in Richtung des Einlaßbereichs 32 vorgespannt. Unter dem Druck der von der Druckflüssigkeit im Einlaßbereich 32 auf die Speicherkolben 36, 37 ausgeübt wird, verschieben sich diese entgegen der Federkräfte der Speicherfedern 37, 38 und vergrößern den Einlaßbereich 32, der auf diese Weise mit zunehmendem Druck expandiert und Druckflüssigkeit speichernd aufnimmt. Der Speicher 31 kann auch von vornherein einen vergrößerten Einlaßbereich 32 aufweisen, d.h. er kann etwas mit Druckflüssigkeit vorgefüllt sein. Er dient so als Druckflüssigkeitsreservoir und es können auf diese Weise kleinere Druckflüssigkeitsverluste in der Baueinheit 1 ausgeglichen werden.The expandable memory 31 comprises the circular cylindrical inlet area 32, from which two circular cylindrical storage bores 33 and 34 each extend in opposite directions. Storage pistons 35 and 36 are each slidably disposed in the storage bores 33, 34. The accumulator pistons 35, 36 are biased in the direction of the inlet region 32 by the storage springs 37, 38. Under the pressure exerted by the pressure fluid in the inlet area 32 on the storage pistons 36, 37, these shift against the spring forces of the storage springs 37, 38 and enlarge the inlet area 32, which in this way expands with increasing pressure and absorbs pressure fluid. The reservoir 31 can also have an enlarged inlet area 32 from the outset, ie it can be somewhat pre-filled with hydraulic fluid. It thus serves as a hydraulic fluid reservoir and in this way smaller hydraulic fluid losses in the structural unit 1 can be compensated for.

Der Ventilkolben 21 wird in der Ventilbohrung 20 abhängig vom Flüssigkeitsdruck jeweils in der einen oder anderen Richtung bewegt. Für die Bewegungsrichtung ist das Verhältnis der auf den Ventilkolben 21 in die Ventilbohrung 20 hinein ausgeübten Kraft zu der Kraft, die auf den Ventilkolben 21 aus der Ventilbohrung 20 heraus wirkt, entscheidend. Die Kraft auf den Ventilkolben 21 in die Ventilbohrung 20 hinein wird von der Feder 23 bewirkt, die Kraft auf den Ventilkolben 21 aus der Ventilbohrung heraus wird aufgrund des Flüssigkeitsdruckes ausgeübt, welcher in dem allseits geschlossenen, vom Ventilkolben 21 in der Ventilbohrung 20 definierten Volumen existiert. Auf diese Weise wird eine vom Flüssigkeitsdruck abhängige Selbststeuerung des Wegeventils 8 erzielt.The valve piston 21 is moved in the valve bore 20 in one direction or the other depending on the liquid pressure. The ratio of the force exerted on the valve piston 21 into the valve bore 20 to the force acting on the valve piston 21 out of the valve bore 20 is decisive for the direction of movement. The force on the valve piston 21 into the valve bore 20 is caused by the spring 23, the force on the valve piston 21 out of the valve bore is exerted on account of the liquid pressure which exists in the volume which is closed on all sides and defined by the valve piston 21 in the valve bore 20 . In this way, a self-control of the directional valve 8 which is dependent on the liquid pressure is achieved.

Es ist auch möglich, das Wegeventil z.B. elektromagnetisch bzw. durch einzelne, dem jeweiligen Druck entsprechende Druckbegrenzungsventile, zu steuern.It is also possible to control the directional control valve, for example electromagnetically or by means of individual pressure limiting valves corresponding to the respective pressure.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, befindet sich der Ventilkolben 21 in einer Position, in welcher der von der Druckseite, d.h. dem Ausgang der Pumpe kommende Druckflüssigkeitskanal 26 über die Ventilbohrung 20 mit dem zum Teilvolumen 12 führenden Zweig 28b des Druckflüssigkeitskanals 28 verbunden ist. Dies bewirkt, daß auf die Kolbenfläche A1 ein Druck ausgeübt wird, wodurch der Arbeitskolben 3 im Arbeitszylinder 2 in eine ausgefahrene Position bewegt wird und Arbeit verrichtet. Gleichzeitig ist der zur Saugseite, d.h. zum Eingang der Pumpe führende Druckflüssigkeitskanal 27 über seine Abzweigung 27d und die Ventilbohrung 20 mit dem zum Teilvolumen 13 führenden Druckflüssigkeitskanal 29 verbunden. Da das Teilvolumen 13 den Vorratsbehälter für die Druckflüssigkeit bildet, ist auf diese Weise die Saugseite der Pumpe mit dem Vorratsbehälter verbunden. Dies bedeutet, daß Druckflüssigkeit vom Teilvolumen 13 durch die Pumpe 5 unter Druckerzeugung in das Teilvolumen 12 befördert wird.As shown in Fig. 3, the valve piston 21 is in a position in which the pressure from the pressure side, i.e. hydraulic fluid duct 26 coming from the pump is connected via valve bore 20 to branch 28b of hydraulic fluid duct 28 leading to partial volume 12. This causes a pressure to be exerted on the piston surface A1, whereby the working piston 3 in the working cylinder 2 is moved into an extended position and does work. At the same time, it is on the suction side, i.e. Hydraulic fluid channel 27 leading to the input of the pump is connected via its branch 27d and the valve bore 20 to the hydraulic fluid channel 29 leading to partial volume 13. Since the partial volume 13 forms the reservoir for the pressure fluid, the suction side of the pump is connected to the reservoir in this way. This means that hydraulic fluid is conveyed from the partial volume 13 into the partial volume 12 by the pump 5, generating pressure.

Fig. 4 zeigt die Stellung des Wegeventils 8, die sich ergibt, wenn der Arbeitskolben 3 nahezu voll ausgefahren ist und beispielsweise über ein am freien Ende seiner Kolbenstange befestigtes Werkzeug auf einen Niet drückt, um dort einen Nietenkopf zu formen. In diesem Fall steigt der Druck im Teilvolumen 12 weiter an, da die Pumpe weiterhin Druckflüssigkeit, welche sie vom Teilvolumen 13 ansaugt, in das Teilvolumen 12 befördert. Dadurch steigt aber auch der Druck in dem Volumen der Ventilbohrung 20 an, das der Kolbenabschnitt 21a aufgrund seiner Position in der Ventilbohrung 20 definiert, in die der Druckflüssigkeitskanal 26 und die Abzweigung 28a des Druckflüssigkeitskanals 28 münden. Dies hat zur Folge, daß der Ventilkolben 21 aus der Ventilbohrung 20 entgegen der Kraft der Feder 23 herausgedrückt wird und dabei eine Verbindung von den durch die Ventilbohrung 20 bereits miteinander verbundenen Druckflüssigkeitskanälen 26 und 28 mit dem Zweig 27c des Druckflüssigkeitskanals 27 freigibt. Dies führt nicht nur dazu, daß nun Druckflüssigkeit über den Zweig 27b des Druckflüssigkeitskanals 27 in den Einlaßbereich 32 des expandierenden Speichers 31 gelangt, wodurch die beiden Speicherkolben 35, 36 entgegen der Kräfte der beiden Speicherfedern 37, 38 in zueinander entgegengesetzte Richtungen jeweils in die zylindrischen Speicherbohrungen 33, 34 gedrückt werden und damit das Speichervolumen des expandierenden Speichers 31 vergrößert wird, sondern auch dazu, daß gleichzeitig die Druckseite der Pumpe (Druckflüssigkeitskanal 26) und das Teilvolumen 12 (Druckflüssigkeitskanal 28) mit der Saugseite der Pumpe (Druckflüssigkeitskanal 27) und dem als Vorratsbehälter dienenden Teilvolumen 13 des Arbeitszylinders 2 verbunden sind. Gleichzeitig wird in dieser Stellung durch die Ventilkolbenstange 22 der Endabschalter 24 zur Abschaltung oder Drosselung der Pumpe betätigt.Fig. 4 shows the position of the directional control valve 8, which results when the working piston 3 is almost fully extended and, for example, presses on a rivet via a tool attached to the free end of its piston rod in order to form a rivet head there. In this case, the pressure in the partial volume 12 continues to rise, since the pump continues to convey pressure fluid, which it sucks from the partial volume 13, into the partial volume 12. However, this also increases the pressure in the volume of the valve bore 20, which the piston section 21a defines based on its position in the valve bore 20, into which the pressure fluid channel 26 and the branch 28a of the pressure fluid channel 28 open. This has the consequence that the valve piston 21 out of the valve bore 20 against the force of the spring 23 is pressed out and thereby releases a connection from the hydraulic fluid channels 26 and 28 already connected to one another through the valve bore 20 with the branch 27c of the hydraulic fluid channel 27. This not only leads to the fact that hydraulic fluid now reaches the inlet region 32 of the expanding accumulator 31 via the branch 27b of the hydraulic fluid channel 27, as a result of which the two accumulator pistons 35, 36 counter to the forces of the two accumulator springs 37, 38 in opposite directions in the cylindrical directions Storage holes 33, 34 are pressed and thus the storage volume of the expanding storage 31 is increased, but also that the pressure side of the pump (hydraulic fluid channel 26) and the partial volume 12 (hydraulic fluid channel 28) with the suction side of the pump (hydraulic fluid channel 27) and the serving as storage container partial volume 13 of the working cylinder 2 are connected. At the same time, the limit switch 24 is actuated in this position by the valve piston rod 22 for switching off or throttling the pump.

Fig. 5 zeigt schließlich eine Stellung des Ventilkolbens 21, bei der die Druckseite der Pumpe über den Druckflüssigkeitskanal 26 und die Abzweigungen 28a, 28b des Druckflüssigkeitskanals 28 mit dem Teilvolumen 12 des Arbeitszylinders 2 verbunden ist. Gleichzeitig damit ist über die Abzweigung 28c des Druckflüssigkeitskanals 28 das zwischen den Ventilkolbenabschnitten 21a und 21b liegende Volumen in der Ventilbohrung 20 verbunden. Dieses Volumen ist wiederum über den Druckflüssigkeitskanal 29 und dessen Abzweigung 29a mit dem als Vorratsbehälter für die Druckflüssigkeit dienenden Teilvolumen 13 des Arbeitszylinders 2 verbunden. Auf diese Weise sind die beiden Teilvolumina 12, 13 des Arbeitszylinders 2 untereinander verbunden, was das Zurückschieben des Kolbens durch die beiden Rückstellfedern 15 und 16, welche sich im Teilvolumen 13 befinden, auslöst. Hierbei ist die Pumpe 5 abgeschaltet oder gedrosselt.5 finally shows a position of the valve piston 21, in which the pressure side of the pump is connected to the partial volume 12 of the working cylinder 2 via the pressure fluid channel 26 and the branches 28a, 28b of the pressure fluid channel 28. Simultaneously with this, the volume lying between the valve piston sections 21a and 21b in the valve bore 20 is connected via the branch 28c of the pressure fluid channel 28. This volume is in turn via the pressure fluid channel 29 and its branch 29a with that as a reservoir for the pressure fluid serving partial volume 13 of the working cylinder 2 connected. In this way, the two partial volumes 12, 13 of the working cylinder 2 are connected to one another, which triggers the pushing back of the piston by the two return springs 15 and 16, which are located in the partial volume 13. Here, the pump 5 is switched off or throttled.

Darüber hinaus kann die in Fig. 5 gezeigte Stellung des Ventilkolbens 21, in der eine Verbindung der beiden Teilvolumina 12, 13 miteinander hergestellt ist, ohne daß die Saugseite der Pumpe mit dem Teilvolumen 13 verbunden ist, dazu benutzt werden, daß bei eingeschalteter Pumpe 5 der Arbeitskolben 3 schneller ausfährt, als wenn die Saugseite der Pumpe über den Druckflüssigkeitskanal 27, die Ventilbohrung 20 und den Druckflüssigkeitskanal 29 mit dem Teilvolumen 13 verbunden wäre. Die Stellung gemäß Fig. 5 kann deshalb vor Erreichen der in Fig. 3 gezeigten Stellung des Wegeventils 8 dazu benutzt werden, den Arbeitskolben im Eilgang zu verschieben, wobei vom Arbeitskolben 3 keine Kraft ausgeübt wird. In dem oben genannten Beispiel der Ausformung eines Nietkopfes, dauert dieser Eilgang so lange, bis das an der Kolbenstange des Arbeitskolbens befestigte Werkzeug auf den Niet trifft.In addition, the position of the valve piston 21 shown in FIG. 5, in which the two partial volumes 12, 13 are connected to one another without the suction side of the pump being connected to the partial volume 13, can be used so that when the pump 5 is switched on, the working piston 3 extends faster than if the suction side of the pump were connected to the partial volume 13 via the pressure fluid channel 27, the valve bore 20 and the pressure fluid channel 29. 5 can therefore be used to move the working piston in rapid traverse before reaching the position of the directional control valve 8 shown in FIG. 3, no force being exerted by the working piston 3. In the above example of forming a rivet head, this rapid traverse lasts until the tool attached to the piston rod of the working piston hits the rivet.

Claims (4)

Hydraulische Arbeitsvorrichtung mit einem Arbeitszylinder (2), mit einem darin verschieblichen Arbeitskolben (3), dessen eine Seite (A1) mit einer Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist, mit einer an der anderen Seite (A2) des Arbeitskolbens (3) angeordneten Arbeitskolbenstange (4), mit einer am Arbeitskolben (3) angreifenden Rückstellfeder (15, 16), mit einem Vorratsbehälter für die Druckflüssigkeit, mit einer von einem Motor (6) angetriebenen Pumpe (5), deren Saugseite mit dem Vorratsbehälter verbindbar ist und von deren Druckseite aus die Druckflüssigkeit zum Arbeitskolben gefördert wird, mit Leitungsmitteln (14, 26, 27, 28, 29) für die Druckflüssigkeit und mit einem verstellbaren Wegeventil (8) zum Steuern der Druckflüssigkeit in den Leitungsmitteln zwischen Pumpe, Vorratsbehälter und Arbeitskolben,
dadurch gekennzeichnet, A daß der Arbeitszylinder (2) mit seinem Arbeitskolben (3), die Pumpe (5) mit ihrem Motor (6), das Wegeventil (8) und der Vorratsbehälter eine selbständige, zusammenhängend montierbare Baueinheit (1) bilden, B daß als Vorratsbehälter für die Druckflüssigkeit derjenige Raum (13) im Arbeitszylinder dient, welcher der mit der Druckflüssigkeit beaufschlagten Seite (A1) des Arbeitskolbens (3) gegenüberliegt und die Arbeitskolbenstange (4) enthält, C daß zur Ausführung des Krafthubes des Arbeitskolbens (3) das Wegeventil (8) in einer ersten Stellung (Fig. 3) den als Vorratsbehälter dienenden Raum (13) des Arbeitszylinders (2) direkt mit der Saugseite der Pumpe (5) verbindet, D daß bei Beendigung des Krafthubes das Wegeventil (8) in einer zweiten Stellung (Fig. 4) die Saug- und Druckseite der Pumpe (5) direkt miteinander verbindet und über einen Schalter (24) den Pumpendruck verringert, und E daß das Wegeventil (8) in einer dritten Stellung (Fig. 5) die durch die Druckflüssigkeit beaufschlagte Seite (A1) des Arbeitskolbens (3) mit dem als Vorratsbehälter dienenden Raum (13) des Arbeitszylinders (2) verbindet, so daß die Rückstellfeder (15, 16) den Arbeitskolben (3) wieder in seine Ausgangsposition zurückschiebt.
Hydraulic working device with a working cylinder (2), with a working piston (3) displaceable therein, one side (A1) of which can be acted upon by a pressure fluid, with a working piston rod (4) arranged on the other side (A2) of the working piston (3), with a return spring (15, 16) acting on the working piston (3), with a reservoir for the pressure fluid, with a pump (5) driven by a motor (6), the suction side of which can be connected to the reservoir and the pressure fluid from the pressure side is conveyed to the working piston, with line means (14, 26, 27, 28, 29) for the pressure fluid and with an adjustable directional valve (8) for controlling the pressure fluid in the line means between the pump, reservoir and working piston,
characterized by A that the working cylinder (2) with its working piston (3), the pump (5) with its motor (6), the directional control valve (8) and the reservoir form an independent, coherently mountable structural unit (1), B that the reservoir (13) in the working cylinder which is opposite the side (A1) of the working piston (3) to which the pressure liquid is applied and which contains the working piston rod (4) serves as the reservoir for the pressure fluid, C that the directional control valve (8) in a first position (FIG. 3) connects the space (13) of the working cylinder (2) serving as a reservoir directly to the suction side of the pump (5) in order to carry out the power stroke of the working piston (3), D that at the end of the power stroke, the directional valve (8) in a second position (Fig. 4) connects the suction and pressure side of the pump (5) directly and reduces the pump pressure via a switch (24), and E that the directional control valve (8) in a third position (FIG. 5) connects the side (A1) of the working piston (3) which is acted upon by the pressure fluid to the space (13) of the working cylinder (2) serving as a reservoir, so that the return spring (15, 16) pushes the working piston (3) back into its starting position.
Hydraulische Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Krafthub mit Beginn der Druckflüssigkeitsbeaufschlagung des Arbeitskolbens (3) das Wegeventil (8) vorübergehend in seiner dritten Stellung (Fig. 5) verbleibt und den als Vorratsbehälter dienenden Raum (13) des Arbeitszylinders (2) mit der durch die Druckflüssigkeit beaufschlagten Seite (A1) des Arbeitskolbens (3) verbindet.Hydraulic working device according to claim 1, characterized in that the directional control valve (8) temporarily remains in its third position (Fig. 5) and the space (13) of the working cylinder (13) of the working cylinder (3) serving as a reservoir before the power stroke when the working piston (3) is pressurized. 2) with the side (A1) of the working piston (3) acted upon by the hydraulic fluid. Hydraulische Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (8) durch die von der Pumpe (5) unter Druck gesetzte Druckflüssigkeit betätigt ist.Hydraulic working device according to claim 1 or 2, characterized in that the directional control valve (8) is actuated by the pressure fluid pressurized by the pump (5). Hydraulische Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (8) bei Beendigung des Krafthubes die Druckseite der Pumpe (5) mit einem expandierbaren Speicherraum (31) verbindet, der hierdurch einen Anteil der Druckflüssigkeit aufnimmt.Hydraulic working device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the directional control valve (8) connects the pressure side of the pump (5) to an expandable storage space (31) upon completion of the power stroke, which thereby receives a portion of the pressure fluid.
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